. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
AVR DDS generátor
12. srpna 2011 - 8:00 | Pandatron | AVR DDS generátor | Komentářů: 12  

AVR DDS generátor

Konstrukce DDS generátoru s obvodem AVR. Obvod podporuje celkem sedm výstupních průběhů ve frekvenčním rozsahu od 0 do 65,5 kHz a obdélníkový signál až do 8 MHz.

AVR DDS generátory funkcí, jsou nízkofrekvenční generátory, jejichž základem je obvykle jediný integrovaný obvod z řady mikrokontrolérů AVR firmy Atmel a které jsou na svém výstupu schopny produkovat základní analogové průběhy (tedy nejčastěji sinus, trojúhelník a obdélník). Následující konstrukce, která byla zveřejněna na webu scienceprog.com, vychází z jednoduchého Mini DDS generátoru podle autora Jespera. Na rozdíl od něj však obsahuje znakový LCD displej a výstupní zesilovač s možností nastavení offsetu a amplitudy analogového signálu. Celý generátor je pak osazen na jednostranné desce s plošnými spoji a využívá klasických součástek, takže jeho konstrukce je vhodná i pro méně zdatné elektroniky.


Obr. 1: AVR DDS generátor funkcí

Popis funkce
AVR DDS generátor je vybaven dvěma výstupy typu BNC: první z nich poskytuje analogový signál z DDS generátoru ve frekvenčním rozsahu od 0 do 65,5 kHz (BNC2) a druhý pak obdélníkový signál s vysokou frekvencí (1 až 8 MHz) – konektor BNC1. Pomocí dvou potenciometrů lze plynule regulovat velikost offsetu a amplitudy. Nastavení offsetu je možné v rozmezí od -5 do +5 V (POT1) a amplitudy v rozmezí od 0 až do 10V (POT2).

Na následujícím obrázku je blokové schéma AVR DDS generátoru:


Obr. 2: Blokové schéma generátoru

K ovládání vlastního generátoru slouží celkem pět tlačítek. Tlačítka označená šipkou nahoru a dolu mění výstupní funkci (sinus, trojúhelník atd.), zatímco vlevo a vpravo mění hodnotu výstupní frekvence. K dispozici je samozřejmě i kompletní menu, kde se tlačítka používají jako kurzorové klávesy a které se potvrzuje postředním tlačítkem „Enter“. Zde je k dispozici například i možnost nastavení velikosti frekvenčního kroku. Ve výchozím stavu je generování signálu možné spustit i ukončit stiskem tlačítka Enter.

Základní vlastnosti:

  • Jednoduchý obvod s minimem součástek v klasickém provedení
  • Jednostranná deska s plošnými spoji
  • Jednoduchý napájecí zdroj nebo možnost napájení z AT/ATX zdroje
  • Samostatný vysokofrekvenční výstup do 8 MHz
  • DDS signál s možností nastavení amplitudy a offsetu
  • Podporované průběhy: sinus, obdélník, pila, inv. pila, trojúhelník, ECG a šum
  • Frekvence analogového signálu: 0 až 65535 Hz
  • Intuitivní ovládání pomocí 5 tlačítek a 2×16 znakového LCD s menu
  • Velikost kroku nastavení výstupní frekvence: 1, 10, 100, 1000 a 10000 Hz
  • Automatické obnovení předchozí funkce po zapnutí napájecího napětí

Schéma zapojení
Na následujícím obrázku je uvedeno schéma zapojení AVR DDS generátoru funkcí.


Obr. 3: Schéma zapojení

Celý generátor je vlastně integrován v jediném naprogramovaném mikrokontroléru a to obvodu ATMega16, na schématu označeném jako IC1. Obvod je napájen standardním napětím +5V a řízení zajišťuje krystal Q1 o frekvenci 16 MHz.

Piny portu D mikrokontroléru IC1 se využívají pro připojení pěti ovládacích tlačítek a zároveň je na pinu PD5 (pin 19) výstup vysokofrekvenčního obdélníkového signálu. Ten je z obvodu veden přímo na konektor BNC1, z čehož také plyne maximální zatížení tohoto výstupu, které by nemělo překročit hodnotu 10 mA.

Na portu C je pomocí čtyřbitové komunikace připojen znakový LCD displej 2 x 16 znaků a port B je využit pouze pro připojení programátoru. Programovací piny MISO, MOSI, SCK a také RESET jsou k dispozici na konektoru ISP v pravé části schématu.

Nejzajímavějším portem mikrokontroléru je však port A. K tomu je připojen jednoduchý DAC (digitálně/analogový) převodník, realizovaný pomocí odporové sítě typu R2R, umožňující vytvořit analogovou hodnotu v osmibitovém rozlišení. Získané analogové napětí se dále vede na dvojnásobný operační zesilovač LM358 (IC2), který zároveň pomocí potenciometrů POT1 a POT2 umožňuje nastavit velikost výstupního offsetu a amplitudy. Pro dosažení kýžené amplitudy výstupního signálu v rozmezí od 0 do 10 V je nutné napájet obvody symetrickým napětím +/- 12 V. Výstupní signál je k dispozici na konektoru BNC2.

Na následujícím obrázku je schéma napájecího zdroje:


Obr. 4: Schéma zapojení síťového napájecího zdroje

Jelikož se na výstupu pracuje se symetrickým signál a amplitudou až 10 V, vyžaduje generátor kromě základního napájecího napětí +5V také symetrických 12V. To je možné získat buď ze síťového zdroje podle obr. 4 anebo je k napájení možné použít starý AT/ATX napájecí zdroj z počítače. V tom případě však mějte na paměti, že zdroj a tedy i samotný generátor je uzemněn, což může být v některých případech na škodu.

Konstrukce
Na následujících obrázcích je uveden motiv desky s plošnými spoji a rozmístění součástek. Jejím autorem je Vassilis Papanikolaou - DDS Function Generator.


Obr. 5: Rozmístění součástek
 
Obr. 6: Motiv desky s plošnými spoji

Deska s plošnými spoji je pouze jednostranná a všechny použité součástky jsou klasického provedení, takže konstrukci musí zvládnout každý. Motiv desky s plošnými pro vytištění je v souborech návrhového systému EAGLE ke stažení pod článkem. A zároveň je pod článkem k dispozici i firmware pro naprogramování do mikrokontroléru ATMega16.


Obr. 7: Panel AVR DDS generátoru

Závěr:
Uvedený jednoduchý nízkofrekvenční generátor nalezne své uplatnění v celé řadě aplikací, včetně testování nízkofrekvenčních zesilovačů, HDO systémů a jiných analogových obvodů. Vysokofrekvenční obdélníkový výstup pak rozšiřuje možnosti použití i do oblasti digitální techniky, komunikačních obvodů a sběrnic. Nic samozřejmě nebrání v doplnění výstupu o převodník napěťových úrovní například na běžnějších 3,3V nebo 1,8V.


Obr. 8: Sinus 10 kHz
 
Obr. 9: Pila 1 kHz

Více informací ke konstrukci i firmware generátoru, včetně dalších fotografií, je k dispozici na stránce AVR DDS signal generator V2.0.

Odkazy & Download:
AVR DDS signal generator V2.0
DDS Function Generator
Mini DDS generátor







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (12):

Zobrazit starší 30 dnů (12)...



Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
PU232R - modul, převodník USB-UART
Modul s obvodem nové generace FT232RQ - převodník USB-UART pro vývoj a malosériovou výrobu.
od 390 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007